Vita sulla Terra innescata da “microfulmini” nelle goccioline d’acqua: un nuovo studio conferma l’ipotesi

Una delle ipotesi che spiegano l’origine della vita sulla Terra è l’ipotesi di Miller-Urey, tra le più controverse e discusse negli ultimi decenni: proposta da due scienziati americani, Stanley Miller e Harold Urey, che nel 1952 condussero un esperimento in cui simularono le condizioni della Terra primordiale, l’ipotesi suggerisce che la vita sul nostro pianeta abbia avuto origine quando l’acqua e la miscela gas primordiali come metano, ammoniaca e idrogeno sono entrate in contatto con fonti di energia, come i fulmini: alla fine del loro esperimento, i due dimostrarono che si erano formati gli amminoacidi, i mattoni della vita.

A distanza di oltre 70 anni da quell’esperimento, un nuovo studio ha fornito le prove che confermano l’ipotesi di Miller e Urey: il team di ricercatori che ha intrapreso il nuovo studio sostiene che, quando si pensa a questa ipotesi, il problema principale sia quello di focalizzare l’attenzione solo sui grandi fulmini: anche scariche elettriche molto più piccole, come quelle tra goccioline d’acqua prodotte dall’infrangersi delle onde o nelle cascate, possono aver dato inizio alla vita sul nostro pianeta.

“Sulla Terra primordiale, c'erano spruzzi d’acqua ovunque – spiega il professor Richard Zare, professore di chimica presso l’Università di Stanford e autore principale dello studio – . Quando queste goccioline d’acqua hanno carica opposta e si avvicinano una all’altra, si formano delle microscariche elettriche, che chiamiamo microfulmini (microlightning), perché il processo è correlato al modo in cui l’energia viene accumulata e scaricata sotto forma di fulmini nelle nuvole”.

Studiando queste scariche microelettriche tra le gocce d’acqua nebulizzata, Zare e colleghi hanno dimostrato come la loro energia sia sufficiente alla formazione di molecole organiche da una miscela di azoto, metano, anidride carbonica e ammoniaca, ovvero di gas che si pensa fossero tutti presenti sulla Terra primordiale.

I dettagli dell’esperimento sono descritti in un articolo di ricerca appena pubblicato su Science Advances.

L’origine della vita dai “microfulmini” nelle goccioline d’acqua

La vita sulla Terra potrebbe aver avuto origine da “microfulmini” nelle goccioline d’acqua nebulizzate dalle onde che si infrangono o dalle cascate: per l’esperimento che ha dimostrato come queste piccole scariche elettriche abbiano l’energia per la sintesi delle molecole organiche che hanno costituito la base della vita sul nostro pianeta, il professor Zare e i colleghi hanno prima studiato in che modo le goccioline d’acqua sviluppassero cariche diverse quando nebulizzate da uno spruzzo o uno schizzo.

“Le gocce più grandi spesso trasportano cariche positive, mentre quelle più piccole hanno carica negativa – hanno spiegato i ricercatori – . Quando le gocce con carica opposta si avvicinano l’una all’altra, si formano delle scintille tra di loro”.

Questi piccoli lampi di luce, chiamati microfulmini, sono troppo piccoli per essere visti dall’occhio umano, per cui il team ha utilizzato telecamere ad alta velocità per osservarli. “Anche se difficili da vedere, trasportano comunque molta energia” hanno aggiunto gli studiosi, testandone l’effetto in una miscela di gas a temperatura ambiente.

In particolare, quando l’acqua è stata nebulizzata in una miscela di gas contenente azoto, metano, anidride carbonica e ammoniaca (tutti gas che, come detto, si ritiene fossero presenti sulla Terra primordiale), i ricercatori hanno documentato la formazione di molecole organiche con legami carbonio-azoto tra cui acido cianidrico, l’amminoacido glicina e l’uracile, una delle basi azotate dell’RNA.

Secondo gli studiosi, questa prova indica che non furono necessariamente i fulmini a dare inizio alla vita sul nostro pianeta, ma potrebbero essere stati sufficienti i microfulmini tra goccioline di acqua di carica opposta. “Le goccioline d’acqua possono accumularsi e creare questa reazione chimica – ha precisato il professor Zare – . Penso che questo esperimento superi molti dei problemi sollevati dai critici dell’ipotesi di Miller-Urey, come la rarità dei fulmini o l’oceano troppo grande e dispersivo: quando l’acqua è in piccole goccioline, non è qualcosa di innocuo, ma diventa altamente reattiva”.